Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta bezpečnostního inženýrství Katedra požární ochrany a ochrany obyvatelstva Zásahy s nebezpečím výbuchu plynů v objektech Student: Michal Kratochvíl Vedoucí diplomové práce: doc. Dr. Ing. Miloš Kvarčák Studijní obor: Technika požární ochrany a bezpečnost průmyslu Datum zadání diplomové práce: 6. listopadu 2006 Termín odevzdání diplomové práce: 30. dubna 2007
Místopřísežné prohlášení Místopřísežně prohlašuji, že jsem celou diplomovou práci vypracoval samostatně. V Ostravě 27. dubna 2007...
Anotace Kratochvíl, M.: Zásahy s nebezpečím výbuchu plynů objektech VŠB TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství 2007. 52 stran, 2 přílohy. Klíčová slova: mimořádná událost, nebezpečí výbuchu, výbuch, požár, objekt, plyn, páry, jednotka požární ochrany. Diplomová práce je zaměřena na výbuchy v objektech a na požární taktiku při těchto zásazích. Práce má za cíl na základě teoretických znalostí a praktických zkušeností zpracovat souhrn poznatků a navrhovaných doporučení jak pro velitele jednotek požární ochrany tak pro zasahující hasiče u zásahů, kde došlo k výbuchu nebo kde nebezpečí výbuchu hrozí. Součástí práce jsou popisy dvou skutečných případů výbuchu. V prvním případě se jednalo o výbuch plynu s rozsáhlými následky v restauraci nacházející se v obytné budově. Dalším popsaným případem je výbuch par hořlavé kapaliny s následným požárem v bytové jednotce. Anotation Kratochvíl, M.: Intervetions with a Hazard of Explosion of Gases in Structures VSB TU Ostrava, Faculty precautionary engineering 2007. 52 pages, 2 enclosure. Key words: accident, explosion danger, explosion, fire, object, gas, vapors, fire protection unit, The diploma work is focusing on the explosion in the objects and on the fire tactics during this type of the emergencies. The goal of the work is based on the theoretical and practical knowledge, and is showing the summary of the knowledge and propositions for the officer in charge and firefighters during the calls, where is the danger of the explosion. Part of the work is describing two real examples of this kind of calls. First case is the gas explosion with major consequences in the restaurant placed in the residential building. Second case is the explosion of flammable liquid vapors, with fire in the flat.
REŠERŠE Boiling liquid expanding vapour explosions: the influence of dynamic re-pressurization and two phase discharge J. E S. Venart, S. A. Ramier Fire Stream Practicex, Fire Protection Publications, Oklahoma State University, 1998 Vent sizing for gas-generating runaway reactions Jasbir Singh Fire Science and Engineering Conference. Cambridge, 1998 Hazardous Materials For First Responders Kolektiv autorů IFSTA Editor Fire Protection Publications, Oklahoma, 1995 SFPE Handbookof Fire protection Engineering, Quincy, Kolektiv autorů: NFPA Editorial Staff Massachusetts 1990 Základní učební texty pro školení příslušníku požární ochrany Kolektiv autorů Ministerstvo vnitra ČSR, Hlavní správa požární ochrany, Praha, 1978
OBSAH 1 ÚVOD... 7 2 STATISTICKÉ ÚDAJE VÝBUCHŮ... 8 3 POJMY VZTAHUJÍCÍ SE K DIPLOMOVÉ PRÁCI... 11 3.1 Objekt... 11 3.2 Výbuch... 11 3.2.1 Fyzikální výbuch... 11 3.2.2 Chemický výbuch... 12 3.3 Výbuch jako mimořádná událost... 12 4 INICIACE VÝBUCHU... 13 5 ÚČINKY VÝBUCHOVÉHO DĚJE... 13 5.1 Následkem výbuchu může dojít k:... 14 5.2 Rázová vlna... 14 5.3 Tlaková vlna... 16 5.4 Tlakové účinky výbuchu uvnitř objektů, vliv oken a dveří na výbuch... 17 5.4.1 Výbuch vně objektu... 17 5.4.2 Výbuch uvnitř objektu... 17 5.5 Rozptyl fragmentů... 18 6 VYBRANÉ TECHNICKO BEZPEČNOSTNÍ PARAMETRY A POŽÁRNĚ TECHNICKÉ CHARAKTERISTIKY PLYNŮ, PAR KAPALIN A PRACHŮ... 18 6.1 Meze výbušnosti... 18 6.2 Dolní mez výbušnosti (DMV)... 18 6.3 Horní mez výbušnosti (HMV)... 18 6.3.1 Faktory, které ovlivňující meze výbušnosti... 18 6.4 Výbušná atmosféra... 19 6.4.1 Výbušnou atmosféru mohou vytvořit zejména:... 19 6.5 Požárně technické charakteristiky... 20 6.6 Příklady požárně technických charakteristik u vybraných látek... 21 6.6.1 Automobilový benzín... 21 6.6.2 Zemní plyn... 22 7 PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU... 23 8 VÝVOJ MIMOŘÁDNÉ UDÁLOSTI... 24 9 OCHRANA PŘED VÝBUCHEM PŘI ZÁSAHU JEDNOTEK POŽÁRNÍ OCHRANY... 25 9.1 Ochrana před výbuchem s využitím taktických zásad pro zásah na nebezpečnou látku... 27 9.1.1 Týlový prostor... 27 9.1.2 Nástupní prostor... 27 9.1.3 Nebezpečná zóna... 28 9.2 Základní organizační činnost velitele zásahu na místě zásahu jednotek PO... 29 9.3 Vytvoření skupiny pro průzkum, práci a jištění na místě zásahu... 29 9.3.1 Průzkumná a pracovní skupina... 29 9.3.2 Skupina pro jištění zasahujících hasičů v nebezpečné zóně... 29
10 OCHRANNÉ PROSTŘEDKY A DALŠÍ ZAŘÍZENÍ K OCHRANĚ PŘED VÝBUCHEM... 30 10.1 Více-plynové přenosné detektory... 30 10.1.1 Principy měření koncentrací... 31 10.1.2 GasAlertMicro 5 PID... 31 11 KONKRÉTNÍ MIMOŘÁDNÉ UDÁLOSTI... 32 11.1 Výbuch zemního plynu v obytném objektu v městské zástavbě... 32 11.1.1 Řízení zásahu... 38 11.1.2 Nebezpečí na místě zásahu... 39 11.1.3 Únik zemního plynu s nebezpečím opakovaného výbuchu... 39 11.2 Výbuch hořlavé kapaliny v obytném objektu v městské zástavbě... 40 11.2.1 Popis nastalého výbuchu...41 11.2.2 Stručná stavební charakteristika bytu...42 12 PRAKTICKÉ POZNATKY A NAVRHOVANÁ DOPORUČENÍ PŘI ZÁSAZÍCH S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU PRO JEDNOTKY POŽÁRNÍ OCHRANY... 45 13 ZÁVĚR... 46 Příloha číslo 1 Příloha číslo 2 Seznam použité literatury a podkladů
1 ÚVOD Předmětem diplomové práce je popsat charakteristiku, vlivy a průběh zásahů jednotek požární ochrany při mimořádných událostech, u kterých hrozí nebezpečí výbuchu. Vzhledem k šíři celé problematiky je obsah práce zaměřen na výbuchy v objektech a na požární taktiku při těchto zásazích. Součástí obsahu práce je také respektování současného stavu, to znamená, že při mimořádných událostech zasahují nejen jednotky požární ochrany, ale také složky integrovaného záchranného systému. Součástí práce je popis skutečného případu výbuchu plynu s rozsáhlými následky v restauraci nacházející se v obytné budově, kterého jsem se osobně v rámci odborné praxe zúčastnil. Dalším popsaným případem je výbuch s následným požárem v bytové jednotce. Zde jsem se v rámci odborné praxe zúčastnil procesu vyšetřování ohledání požářiště ve spolupráci s oddělením zjišťováním příčin požáru a zjišťovatele Policie ČR. Cílem diplomové práce je na základě teoretických znalostí a praktických zkušeností zpracovat souhrn poznatků a navrhovaných doporučení jak pro velitele jednotek požární ochrany tak pro zasahující hasiče u zásahů, kde došlo k výbuchu nebo kde nebezpečí výbuchu hrozí. 7
2 STATISTICKÉ ÚDAJE VÝBUCHŮ Jako doklad existence zásahů jednotek PO při mimořádných událostech s nebezpečím výbuchu jsou podle oficiálních údajů zpracována dostupná data, uvedená v tabulce č. 1. Jedná se o mimořádné události, kde výbuch byl příčinou následného požáru v letech 2003 až 2006. Údaje jsou uváděny pro území České republiky. Dále jsou statisticky zpracována data zohledňující okolnosti znesnadňující zásahy jednotek PO, uvedená v tabulce č. 2. Rovněž i tato data jsou čerpána z území České republiky v letech 2003 až 2006. Zvolené období dostatečně vypovídá svými hodnotami o počtech událostí ve sledovaných parametrech. Lze konstatovat, že počty mimořádných událostí s nebezpečím výbuchu zaujímají každoročně stejný podíl na celkovém počtu mimořádných událostí. V této souvislosti je nutné uvést, že nedochází přímo úměrně ke zvyšování počtu výbuchů ač se v rámci České republiky zvyšuje počet potenciálních zdrojů. Jedná se například o stále se rozšiřující počet čerpacích stanic s LPG a CNG, počet vozidel využívajících tato alternativní paliva, počet plynových spotřebičů v návaznosti na přechod z fosilních na plynná paliva, zvyšující se počet obcí s plynofikací, rozšiřující se počet zásobníků s plyny v technologiích a zařízeních (zrání a uchovávaní ovoce, zásobníky medicinálních plynů ve zdravotnických zařízení, atd.). Tato skutečnost dokladuje, že rozšiřující se počty technologií a zařízení jsou z bezpečnostních hledisek na velmi dobré úrovni s obecně je lze považovat za vysoce bezpečné. Ve vztahu k bezpečnosti plynových zařízení, zásobníků a nádob by jistě bylo zajímavé porovnat počet provozovaných zařízení v jednotlivých sledovaných letech a počty mimořádných událostí. Data pro takovéto porovnání však neexistují. Tabulka č. 1 Požáry na území České republiky v letech 2003 až 2006 podle příčiny výbuch rok 2003 rok 2004 rok 2005 rok 2006 VÝBUCHY CELKEM 18 22 9 11 Výbuchy tlakových nádob a kotlů 1 1 0 5 Výbuchy výbušnin 0 2 1 4 Výbuchy prachů 2 0 1 1 Výbuchy par hořlavých kapalin 5 7 3 0 Výbuchy plynu 10 12 4 1 8
Graf č. 1 Požáry na území České republiky v letech 2003 až 2006 2003 2004 2005 2006 Výbuchy plynu 10 12 4 1 podle příčiny - výbuch Výbuchy par hořlavých kapalin 5 7 3 0 Výbuchy prachů 2 0 1 1 Výbuchy výbušnin 0 2 1 4 VÝBUCHY Výbuchy CELKEM tlakových nádob a kotl 1 1 0 5 VÝBUCHY CELKEM Výbuchy tlakových 18 22 9 11 nádob a kotlů Výbuchy výbušnin Výbuchy prachů Výbuchy par hořlavých kapalin 2006 2005 2004 2003 Výbuchy plynu 0 5 10 15 20 25 Počet výbuchů Při rozboru hodnot z tabulky č. 1 nelze blíže určit, jaký iniciátor způsobil výbuch a zda výbuch byl příčinou dalšího hoření nebo zda k výbuchu došlo vlivem procesu hoření. Rovněž nelze blíže určit, o jaké plyny se jednalo. U tlakových nádob nelze určit zda se jednalo o tlakové láhve nebo zásobníky, rovněž nelze určit druhy plynu. Ze statistického sledování událostí lze dále uvést negativní vlivy zohledňující okolnosti znesnadňující zásahy jednotek PO, což v tomto případě představuje nebezpečí výbuchu nebo destrukce. Tabulka č. 2 Okolnosti znesnadňující zásah jednotky PO na území České republiky v letech 2003 až 2006 nebezpečí výbuchu nebo destrukce rok 2003 rok 2004 rok 2005 rok 2006 148 149 194 120 9
Graf č. 2 Okolnosti znesnadňující zásah jednotky na území České republiky v letech 2003 až 2006 - nebezpečí výbuchu nebo destrukce počet 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2003 2004 2005 2006 148 149 194 120 2003 2004 2005 2006 Ze statistického sledování událostí vyplývá: Celkový počet požárů na území České republiky v letech 2003 až 2006 byl 87 855. Počet požárů, kde velitel zásahu v statistickém sledování událostí vyznačil m.j. nebezpečí výbuchu nebo destrukce, je 611. Počet požárů, u kterých došlo k výbuchu, je 60 (0,1 % z celkového počtu požárů). Tedy: Podíl požárů, kde hrozilo nebezpečí výbuchu nebo destrukce, je 87 855/611 t.j. každý 144 (0,2 % z celkového počtu požárů). Podíl požárů, kde se nebezpečí reálně změnilo ve výbuch, je 87 855/60 t.j. každý 1 464 (0,1 % z celkového počtu požárů). I přes relativně malé počty požárů, kde došlo k výbuchu, nelze podcenit existující nebezpečí. Výbuch se v řadě případů těžko předvídá, respektive pokud k němu dojde, nedá se již obvykle přijmout žádné účinné protiopatření, zbývá pasivní ochrana. Pokud se u každého požáru, kde VZ vyznačili nebezpečí výbuchu nebo destrukce jednalo o bezprostřední ohrožení byť jen 2 hasičů, jednalo se za sledované období o 611. 2 hasičů. Tedy reálně ohrožených 1 222 hasičů na zdraví a životě je jedna z vizitek práce hasiče ve výjezdové jednotce. 10
3 POJMY VZTAHUJÍCÍ SE K DIPLOMOVÉ PRÁCI 3.1 Objekt Jedná se o stavbu, která je zevně ohraničená obvodovými stěnami a střechou, případně uvnitř dělená stropy na podlaží spojovaná schodišti nebo jiným způsobem. Objekty dělíme na užitkové, monumentální a historické. Užitkové jsou např. obytné, výrobní, shromažďovací, zdravotnické, skladové, vojenské, letištní, atd. Monumentální objekty jsou např. vysílače a historické např. divadla, muzea, atd. Stavební charakteristika objektu: podzemní podlaží, nadzemní podlaží, jednoprostorové, prostorově členěné, prostorově členěné dále propojené prostupy a průduchy včetně VZT a takto nepropojené. 3.2 Výbuch Rychlý proces, který vede k náhlému uvolnění energie. Energie se při tomto procesu mění na mechanickou práci, která se projevuje roztříštěním nebo deformací okolí. V místě výbuchu nastane nárůst tlaku provázený zvukovým, tepelným a světelným efektem. U klasických výbušin (plynů a kondenzovaných soustav) probíhá velmi rychlý chemický rozklad spojený s vývojem tepla a tvorbou přehřátých stlačených plynů, které vykonávají při expanzi práci a vytvářejí v okolním prostředí rázové vlny. Při výbuchu dochází ke stlačování a pohybu okolního prostředí (vzduch, voda, půda), což se šíří do dalších vrstev jako rázová nebo výbuchová vlna. Při průchodu této vlny určitým místem prostředí dochází ke skokovému zvyšování hustoty, teploty a tlaku. Se vzdáleností rychlost rázové vlny klesá a nakonec přechází ve zvukovou vlnu. K výbuchu může dojít dvěma různým způsobem buď fyzikální cestou, nebo chemickou. 3.2.1 Fyzikální výbuch Výbuchový děj, ke kterému dojde při překročení mezní hodnoty některé fyzikální veličiny, na které závisí celistvost a provozuschopnost soustavy, aniž by se jednalo o výbuch chemický. Například výbuch parního kotle, tlakové nádoby na stlačený plyn, výbuch při nárazu letícího tělesa na pevnou překážku, atd. 11
3.2.2 Chemický výbuch Jedná se o rychlé spalování směsi hořlavých plynů, par nebo prachů ve směsi se vzduchem nebo prudkou exotermickou přeměnou látek (např. výbušniny). Chemický výbuch může probíhat buď jako explozivní hoření nebo jako detonace. Explozivní hoření rychlost nepřesahuje rychlost zvuku za daných podmínek. Jeho rychlost se zvyšuje se stoupajícím tlakem a dosahuje hodnot řádově v centimetrech až metrech za sekundu. U explozivního hoření se hořlavina spaluje především kyslíkem, který je s ní ve směsi. Rychlost explozivního hoření závisí na tlaku. Nestačí-li výbuchové zplodiny unikat z reakčního pásma ve stejném množství než v jakém byly vytvořeny, tak začne vzrůstat tlak, produkty výbuchu se hromadí a proces se začíná zrychlovat explozivní hoření přechází v detonaci. Detonace výbušná přeměna, která probíhá větší rychlostí než je rychlost zvuku za daných podmínek v detonační vlně (nejrychlejší druh výbušné přeměny). Detonační vlna je zvláštní typ úderné vlny, která se šíří výbušnou směsí, přičemž ztráty její energie jsou doplňovány energií uvolněnou při chemických reakcích probíhajících v reakčním pásmu v detonační vlně. V důsledku toho se může detonační vlna šířit prostorem výbušné směsi určitou konstantní rychlostí. Rychlost detonační vlny bývá obvykle vyšší než 1000 m. s -1 (max. 4000 m. s -1 ) a vyznačuje se rázovou vlnou (vlna šířící se v plynném prostředí, na jejímž čele se hustota prostředí, tlak i teplota mění skokem). 3.3 Výbuch jako mimořádná událost Výbuch je nežádoucí jev, který svými účinky (zejména tlakovými) může poškodit (zničit) stavební konstrukce (u požárně dělících konstrukcí se tím může narušit jejich funkce mezi požárními úseky), poškodit nebo demolovat větrací systémy, výrobní zařízení, stroje a vše ostatní, co je v jeho dosahu. Jelikož nemusí mít předzvěst a trvá několik milisekund, není možný reálný únik z ohrožených prostor a proto je zpravidla doprovázen ztrátami na životech, poškozením zdraví a materiálními či ekonomickými ztrátami. Překvapivostí výbuchu vzniká po výbuchu na místě velmi často panická situace. 12
4 INICIACE VÝBUCHU Iniciace výbuchu může být: tepelná zahřátí výbušné směsi, otevřený plamen, styk s horkým povrchem, mechanická náraz, tření, elektrická výboj, jiskra, elektrický oblouk, detonace detonační vlna jiného výbuchu, chemická tepelná energie jiné chemické reakce. 5 ÚČINKY VÝBUCHOVÉHO DĚJE Účinky výbuchového děje lze v jejich projevech popsat jako: požár nebo šíření plamenného hoření po povrchu, tepelnou radiaci, tlakovou (rázovou) vlnu, rozptyl fragmentů a předmětů. Obrázek č. 1 Schématické vyjádření účinků výbuchového děje 13
5.1 Následkem výbuchu může dojít k: a) narušení či totální destrukci stavebních konstrukcí, b) mechanickému poškození nebo destrukci zařízení (technická, technologická) v objektu nebo nosných konstrukcí těchto zařízení, c) úniku kapalin a plynů s nebezpečnými látkami z technologického zařízení do okolí (např. nádrže, produktovody), d) usmrcení a/nebo poranění osob, včetně zasahujících hasičů (např. ztráta vědomí, poškození sluchu, mechanické zranění), e) vzniku paniky a ztráty orientace osob nacházejících se v okolí dosahu účinků výbuchu, f) zasažení nebo poškození nástupních ploch, zásahových a únikových cest, g) poškození požární techniky, požárně bezpečnostních zařízení, věcných prostředků požární ochrany, h) vzniku, rozšíření nebo i naopak uhašení požáru, i) uvolnění toxických látek nebo zplodin hoření jako produktů výbuchového děje, intoxikace biologického systému, technického systému a prostředí, j) následnému vzniku požáru. 5.2 Rázová vlna Šířící se akustická vlna z ohniska výbuchu v přibližně kulových vlnoplochách. Při nárazu na povrch stavební konstrukce nebo terénu se její účinek snižuje. Maximální přetlak v čele vzdušné rázové vlny je možno podle Sadovského zapsat ve tvaru: 0,76 2,25 6,5 0,0981 + + 2 3 R R R = p [ MPa ] přičemž pro výpočet platí rovnice: R = R 1 / 3 2Q přičemž pro výpočet Q platí rovnice: Q vs Q = Q s [ kg ] Q vt 14
R redukovaná vzdálenost [ m. kg -1/3 ] R vzdálenost uvažovaného místa od středu nálože [ m ] Q nálož [ kg ] Q s nálož skutečné trhaviny [ kg ] Q vs skutečné výbuchové teplo [ kj. kg -1 ] Q vt výbuchové teplo tritolu [ kj. kg -1 ] (výbuchové teplo tritolu se uvažuje 4200 kj. kg -1 ) Výpočet závislosti tlaku rázové vlny [2] na vzdálenosti uplatní následující vztah a tabulka: 93,2 383 1275 p = + 2 3 k k + [ MPa ] k p přetlak na čele rázové vlny [ MPa ] k koeficient (redukovaná vzdálenost) Tabulka č. 3 Účinky šířící se rázové vlny k p [kpa] Účinek 200 do 0,5 Žádná poškození. 100 200 0,5 1 Malá poškození okenních výplní. 50 100 1 2 Větší poškození okenních výplní. 25 50 2 5 Částečné poškození rámů dveří a oken, porušení omítky a vnitřních dřevěných příček. 8 25 5 20 Zničení oken, poškození lehkých staveb, poranění osob odletujícím sklem. 6 14 10 30 Částečné rozrušení staveb, lehčí poranění organismu. 10 15 Povalení stojící osoby. 6 8 20 30 Značné rozrušení městských staveb. 6 34 Prasknutí ušních bubínků. 2,7 8,3 20 150 Rozrušení vnitřních příček, větší poškození organismu. 2,0 4,7 50 250 Poboření kamenných, cihlových a dřevěných budov, převrácení železničních vozů, poškození elektrické sítě. 3,2 100 Úplné rozbití staveb s výjimkou železobetonových staveb bezpečných proti zemětřesení. 2,2 2,7 150 200 Smrt organismu, rozrušení železobetonových staveb bezpečných proti zemětřesení. 1,7 200 300 Rozrušení ocelových mostů. 15
Tabulka č. 4 Účinky přetlaku v čele rázové vlny na člověka Fyziologický efekt Přetlak v čele rázové vlny [MPa/kPa] Povalení stojících osob 0,007 / 7 Prasknutí ušních bubínků prahové nebezpečí 0,034 / 34 50% nebezpečí 0,10 / 100 Poškození plic prahové nebezpečí 0,21 0,28 / 210 280 značné nebezpečí 0,55 / 550 a nad Úmrtí prahové nebezpečí 0,69 0,83 / 690 830 50% nebezpečí 0,90 1,24 / 900 1240 100% nebezpečí 1,39 1,72 / 1390 1720 Obrázek č. 2 Schématické znázornění účinků přetlaku v čele rázové na hasiče 5.3 Tlaková vlna Tlaková vlna se šíří z ohniska výbuchu v přibližně kulových vlnoplochách (zahrnuje rázovou vlnu). Při nárazu na povrch stavební konstrukce nebo terénu se odrazí a modifikuje. K vícenásobným odrazům dochází zejména v uzavřených prostorách místností, průmyslových hal, apod. Stanovit bezpečnou vzdálenost [8], v níž již není působení vzdušné tlakové vlny nebezpečné pro člověka, lze podle vzorce: 1/ 2 r bc = 5Q [ m ] r bc poloměr bezpečné vzdálenosti [ m ] Q nálož tritolu [ kg ], výbuch 1 kg tritolu odpovídá výbuchu 7 m 3 zemního plynu nebo výbuchu 44,3 m 3 odpařených par automobilového benzínu 16
Graf č. 3 Bezpečná vzdálenost - tlaková vlna Bezpečná vzdálenost (m) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 Hmotnost tritolu (kg) Z výše uvedených údajů je zřejmé, že při výbuchovém ději může při dostatečných parametrech výbuchu i u hasiče chráněného oblečením proti mechanickému poškození těla dojít k poškození ušních bubínků, popřípadě plic. Z toho vyplývá, že při stanovení taktických zásad pro zásahy s nebezpečím výbuchu se nesmí vycházet jenom z ochrany proti mechanickým účinkům, ale také proti účinkům tlakové vlny. Jednoduše řečeno, hasič vstupující do zóny s nebezpečím účinků tlakové vlny není nikdy dostatečně chráněn. 5.4 Tlakové účinky výbuchu uvnitř objektů, vliv oken a dveří na výbuch O tlakovém účinku výbuchu rozhoduje velikost otvorů, které buď při výbuchu vně konstrukce zprostředkují přenos tlakové vlny do nitra konstrukce objektu, nebo při výbuchu uvnitř objektu tvoří rozbitím oken a dveří výfukové otvory, které mají vliv na snížení účinků výbuchu na objekt. 5.4.1 Výbuch vně objektu Velikost a geometrický tvar otvorů v obvodovém plášti objektu při výbuchu zprostředkují přenos tlakové vlny do nitra konstrukce objektu. 5.4.2 Výbuch uvnitř objektu Velikost a geometrický tvar otvorů objektu umožňují při výbuchu odvod účinků tlakové vlny do volného prostoru. Odvod náhlého zvýšení tlaku při výbuchu snižuje účinky tlakové vlny na konstrukci objektu. 17
5.5 Rozptyl fragmentů a předmětů Všechny předměty, na které působí účinky výbuchového děje, získávají tepelnou, případně pohybovou energii. Účinky jejich rozptylu se mohou projevovat ve vzdálenostech až stovek metrů, v závislosti na intenzitě a průběhu výbuchu. 6 VYBRANÉ TECHNICKO BEZPEČNOSTNÍ PARAMETRY A POŽÁRNĚ TECHNICKÉ CHARAKTERISTIKY PLYNŮ, PAR KAPALIN A PRACHŮ 6.1 Meze výbušnosti Koncentrační meze výbušnosti jsou dolní a horní hraniční koncentrace hořlavého plynu či par (ve směsi se vzduchem nebo kyslíkem), mezi nimiž směs hořlavého plynu či par a oxidačního činidla vybuchuje. Jejich hodnoty jsou vztaženy k normálním podmínkám (20 C, 101,325 kpa). 6.2 Dolní mez výbušnosti (DMV) Nejnižší koncentrace hořlavých prachů, plynů a par ve směsi s oxidovadlem, při které je tato směs ještě výbušná. Uvádí se v procentech objemových nebo hmotnostních. 6.3 Horní mez výbušnosti (HMV) Nejvyšší koncentrace hořlavých plynů a par ve směsi s oxidovadlem, při které je tato směs ještě výbušná (u prachů nejde prakticky určit). Uvádí se v procentech objemových nebo hmotnostních. 6.3.1 Faktory, které ovlivňující meze výbušnosti iniciační zdroj čím větší iniciační energie, tím obvykle větší rozsah mezí výbušnosti, tlak čím vyšší tlak, tím větší rozsah mezí výbušnosti, teplota prostředí čím vyšší teplota, tím větší rozsah mezí výbušnosti, 18
podíl oxidovadla a O 2 čím vyšší obsah O 2 ve směsi, tím větší rozsah mezí výbušnosti, podíl inertních plynů čím vyšší je podíl inertních plynů ve směsi, tím je menší rozsah mezí výbušnosti. 6.4 Výbušná atmosféra Směs vzduchu a hořlavých látek ve formě plynů, par, mlh nebo prachů při normálních podmínkách (20 C, 101,325 kpa), ve které se po vzniku iniciace rozšíří hoření do celé nespálené směsi (v prostorách menších než 100 m 3 se za orientační nebezpečné množství považuje výbušná směs tvořící desetitisícinu objemu daného uzavřeného prostoru; např. v místnosti o objemu 50 m 3 je již nebezpečné 5 dm 3 výbušné směsi). 6.4.1 Výbušnou atmosféru mohou vytvořit zejména: a) plyny plynovzdušné směsi (například acetylen se vzduchem, topné plyny se vzduchem, oxid uhelnatý se vzduchem, atd.), b) páry hořlavých kapalin, zejména I. a II. třídy nebezpečnosti (například benzin, ředidla, hořlavé barvy), c) hořlavé prachy (např. dřevný, uhelný, moučný, cukerný, hliníkový prach), c) hybridní směsi (plyn s hořlavým prachem). Fotografie č. 1 Počínající výbuch 40 l tlakové láhve s acetylenem 19
6.5 Požárně technické charakteristiky Souhrn všech takových fyzikálních a chemických vlastností, které se při požáru vyskytují a vznikají látkovou a energetickou přeměnou všech látek a oxidačních činidel, které se na hoření podílejí. Mezi základní patří: teplota vzplanutí nejnižší teplota, při které se při přesně definovaných podmínek zkoušky vytvoří nad látkou takové množství par, že jejich směs se vzduchem přiblížením plamene vzplane a ihned uhasne. Teplota vzplanutí slouží jako kritérium pro zařazení hořlavých kapalin do tříd nebezpečnosti podle ČSN 65 0201:08/2003, viz tabulka č. 5. Tabulka č. 5 Třídy hořlavých kapalin Třída nebezpečnosti Teplota vzplanutí (ºC) I. do 21 včetně II. od 21 do 55 včetně III. od 55 do 100 včetně IV. od 100 do 250 teplota vznícení nejnižší teplota horkého povrchu, při které se optimální směs par nebo plynů dané látky se vzduchem na předepsaném zařízení a při předepsaném pracovním postupu vznítí. Teploty vznícení slouží jako kritérium pro zatřídění látky do teplotních tříd podle ČSN 33 0371, viz tabulka č. 6. Tabulka č. 6 Teplotní třídy podle teploty vznícení Teplotní třída Teplota vznícení (ºC) T1 nad 450 T2 nad 300 do 450 T3 nad 200 do 300 T4 nad 135 do 200 T5 nad 100 do 135 T6 nad 85 do 100 teplota hoření nejnižší teplota hořlavé kapaliny, při níž se nad hladinou vytvoří takové množství nasycených par, které po přiblížení zkušebního plamínku vzplane a po jeho oddálení hoří nejméně 5 sekund, dolní a horní mez výbušnosti jedná se o koncentraci směsi se vzduchem. Toto pásmo je pro každou látku specifické a je omezeno horní mezí (HMV) a dolní mezí (DMV). Uvnitř tohoto pásma tvoří látka se vzduchem výbušnou (hořlavou) směs, dolní teplotní mez výbušnosti nejnižší teplota hořlavé kapaliny, při níž se nad hladinou vytvoří množství nasycených par odpovídající dolní mezi výbušnosti, 20
horní teplotní mez výbušnosti nejvyšší teplota hořlavé kapaliny, při níž se nad hladinou vytvoří množství nasycených par odpovídající dolní mezi výbušnosti. 6.6 Příklady požárně technických charakteristik u vybraných látek 6.6.1 Automobilový benzín Jedná se o směs alifatických (parafinických), naftenických (cykloparafinových) a aromatických uhlovodíků. Benzíny mají prudký dráždivý účinek na sliznice. Vdechování benzínových par má narkotické účinky, které jsou umocněny přítomností toluenu a methylterciárbutylétheru běžná součást současných benzínů. Hoření benzínu je požárem třídy B. Pro hašení požárů ropných produktů, tedy i benzínů, se doporučuje těžké, popřípadě střední pěny. Hašení v kovových nádržích značně ovlivňuje nahřátý kov, jehož teplota dosahuje až 900 o C. Pro takové případy je nejlépe použít neinogenního smáčedla, t.j. PYROCOOLu, požáry v menších uzavřených místnostech lze dobře zvládnout plynným hasivem např. CO 2. teplota vzplanutí < - 20 o C (třída nebezpečnosti I.), teplota vznícení 228-501 o C, teplota hoření 2 200 o C, dolní mez výbušnosti cca 0,9 % objemových (odpovídá koncentraci 6,7 až 7,0 g.m -3 ), horní mez výbušnosti cca 7 % objemových, dolní teplotní mez výbušnosti cca - 40 o C. Fotografie č. 2 Požár benzínu po nehodě automobilové cisterny 21
6.6.2 Zemní plyn Jedná se o hořlavý, lehce vznětlivý, nepáchnoucí, stlačitelný a zkapalnitelný plyn, lehčí než vzduch, se kterým tvoří výbušné směsi, ve vodě nerozpustný, nad vodní hladinou zplyňuje a tvoří výbušné směsi, reaguje s oxidovadly, je dusivý. Zemní plyn je tvořen cca 90 % metanu. Stlačením a podchlazením lze zkapalnit, unikající kapalina rychle přechází do plynné fáze za tvorby chladných mlh těžších než vzduch. Metan je ve vodě nerozpustný, nad vodní hladinou zplynní a tvoří se výbušné směsi. Reaguje s oxidovadly. Hoření zemního plynu je zařazeno do třídy požáru C, vhodnými hasivy je voda v roztříštěném stavu (sprchový proud) nebo PYROCOOL, zejména při požárech zkapalněného plynu. teplota vznícení 537 o C, teplota hoření 1 875 o C, dolní mez výbušnosti 5 % objemových, horní mez výbušnosti 15 % objemových, dolní teplotní mez výbušnosti cca - 40 o C. Fotografie č. 3 Požár unikajícího zemního plynu z výkopu Fotografie č. 4 Požár unikajícího zemního plynu z karmy 22
7 PROSTŘEDÍ S NEBEZPEČÍM VÝBUCHU Pro hořlavé plyny a páry hořlavých kapalin se v závislosti na pravděpodobnosti výskytu nebezpečné výbušné atmosféry prostředí s nebezpečím výbuchu dělí na zóny [2]. Zóna 0 prostor, ve kterém je výbušná atmosféra směsi hořlavých látek ve formě plynu, páry nebo mlhy se vzduchem přítomna nepřetržitě nebo dlouhou dobu (např. uvnitř zásobníků, nádob, v potrubí apod.). Zóna 1 prostor, ve kterém je při běžném provozu pravděpodobnost výskytu výbušné atmosféry směsi hořlavých látek ve formě plynu, páry nebo mlhy se vzduchem příležitostná (např. bezprostřední okolí zóny 0 nebo bezprostřední okolí přívodních otvorů, apod.). Zóna 2 prostor, ve kterém je při běžném provozu nepravděpodobný výskyt výbušné atmosféry směsi hořlavých látek ve formě plynu, páry, mlhy se vzduchem a pokud se tato atmosféra vyskytuje, pak pouze velmi krátkou dobu. Obrázek č. 3 Znázornění prostředí s nebezpečím výbuchu par automobilového benzínu, při stáčení z výdejního stojanu čerpací stanice, do automobilu Plnící pistole výdejního stojanu Automobil ZÓNA 0 ZÓNA 1 Výdejní stojan cerpací ˇ stanice Nádrž automobilu ZÓNA 2 23
8 VÝVOJ MIMOŘÁDNÉ UDÁLOSTI Každá mimořádná událost, kterou jednotky požární ochrany odvrací nebo ji likvidují, má několik společných momentů, které lze na časové ose [3] vyjádřit následovně: Obrázek č. 4 Vztah časových úseků charakterizujících rozvoj požáru a zásahové činnosti t VR jednotek požární ochrany t 1 t 2 t 3 VZNIK LIKVIDACE t ZP t OH t V Pr t J Pr Pr t BR LOKALIZACE Pr t DO t R Po t BR 5 až 15 min Po t DO t 1 t 2 t 3 t ZP t VR t OH Pr t V Pr t J Pr t BR Pr t DO t R Po t DO Po t BR doba rozhořívání požáru 0 až 10 min doba volného rozvoje požáru (do nasazení prvních proudů) doba šíření požáru od nasazení prvních proudů do lokalizace požáru čas zpozorování čas volného rozvoje požáru čas ohlášení požáru čas výjezdu první jednotky požární ochrany čas jízdy první jednotky požární ochrany čas bojového rozvinutí první jednotky požární ochrany čas dojezdu první jednotky požární ochrany čas rozvoje požáru čas dojezdu poslední jednotky požární ochrany čas bojového rozvinutí poslední jednotky požární ochrany Jednotlivé časové etapy mohou být různě dlouhé, vždy záleží na konkrétní situaci. Současně je nutné si uvědomit, že jednotlivé časy se vždy sčítají. Výsledný čas odvrácení hrozícího nebezpečí a minimalizace následných negativních jevů jsou vždy závislé na co nejkratším 24
čase každé etapy s cílem v co nejkratším čase dosáhnout lokalizace a likvidace požáru. Dosažení nejkratšího času lokalizace, popřípadě likvidace musí být v přímé závislosti logické posloupnosti úkonů, se zohledněním navazujících vlivů. Obrázek č. 5 Zjednodušený vývoj události v případě úniku plynu a následného výbuchu Provoz Únik Meze Iniciace Hoření/výbuch Požár výbušnosti 0 Čas 9 OCHRANA PŘED VÝBUCHEM PŘI ZÁSAHU JEDNOTEK POŽÁRNÍ OCHRANY K ochraně před výbuchem se z části využívají taktické zásady pro zásah na nebezpečnou látku. Ochrana zdraví a životů hasičů při zásahu s nebezpečím výbuchu spočívá zejména v: a) znalosti a využívání pevných konstrukcí objektu, členitosti terénu, b) dodržení taktických zásad při vstupu do uzavřených prostorů, kdy je nutné mít na zřeteli existenci nebezpečí výbuchu náhlým přístupem vzduchu do uzavřeného prostoru (zachovávání ostražitosti při otevírání, např. dveří a oken uzavřených prostorů silně zaplněných kouřem o vysoké teplotě, kde může dojít k náhlému vzplanutí plynů, k vyšlehnutí plamenů nebo k výbuchu; odvětrání místnosti je možno zahájit s jen připraveným vodním proudem), c) dodržení taktických zásad při vstupu do uzavřených prostorů, ve kterých došlo k úniky hořlavého nebo výbušného plynu, d) využití informací z dokumentace zdolávání požárů a od přizvaných odborníků, znalostí významu bezpečnostních značek, barevného značení potrubí nebo tlakových lahví a označení jednotlivých druhů nebezpečí podle předpisů, 25
e) volbě vhodného směru nasazení sil a prostředků s ohledem na nebezpečí destrukce armatur, stavebních konstrukcí, tlakových nádob včetně jejich výzbroje, atd., f) nasazení jen nezbytně nutného počtu hasičů do prostoru ohroženého výbuchem a jeho účinky; do těchto prostorů postupovat (je-li to možné) z chráněných míst a z návětrné strany, g) ustavení požární techniky v dostatečné vzdálenosti a na návětrné straně, dbát na možnost jejího rychlého přemístění (pozornost se musí věnovat výfukovým stěnám a snadno vybořitelným plochám), h) vzájemném jištění hasičů provádějících zásah, i) trvalé informovanosti zúčastněných hasičů o aktuální situaci nebo průběhu události, j) trvalém měření koncentrací plynů a par během zásahu na okrajích nebezpečné zóny; při naměření 50% koncentrace dolní meze výbušnosti musí velitelé přijmout odpovídající reálná opatření ke snížení nebezpečí výbuchu, k) hašení a ochlazování okolí místa hoření z úkrytu a/nebo bezpečné vzdálenosti, pokud je to možné, l) ochlazování zařízení s přetlakem (tlakové lahve, nádrže, zásobníky) a zařízení v nichž může vzniknout vnějšími účinky přetlak, m) použití vodní clony pro srážení unikajících ve vodě se rozpouštějících plynů a par s respektováním rozšíření nebezpečné zóny rozlévající se vodou, n) využití stabilních a dálkově ovládaných proudnic pro ochlazování, popřípadě nasazení robota, o) zamezení rozvíření hořlavých prachů, p) snížení koncentrací plynů a par v prostorech (např. inertizací, odvětráním, absorpcí), q) snížení odparu hořlavé kapaliny pokrytím její hladiny pěnou, ochlazováním, ředěním apod. s tím, že u zahřáté kapaliny nelze tohoto způsobu účinně využít, r) maximální vyloučení možných iniciačních zdrojů výbuchu, s) nehašení hořícího plynu unikajícího z potrubí a armatur, pokud nelze zastavit jeho únik, t) sledování poškození (stabilita a celistvost) stavebních konstrukcí a technologických zařízení po výbuchu. Výše uvedené zásady musí být při rozhodovacím procesu na mysli v nejvyšší možné míře hlavně veliteli zásahu. Jedná se o znalosti, které jsou specifické a zasahují do mnoha oborů (stavebnictví, chemie hořlavin, chemie hasiv, atd.). 26
Tyto znalosti a praktické zkušenosti velitel zásahu při příjezdu na místo mimořádné události využívá při určování velikosti a dislokace týlového prostoru, nástupního prostoru a nebezpečné zóny. V případě mimořádné události s možností výbuchu se rozměry (vzdálenosti) jednotlivých zón pohybují řádově v desítkách až stovkách metrů. 9.1 Ochrana před výbuchem s využitím taktických zásad pro zásah na nebezpečnou látku V prostoru zásahu je nezbytně nutné vytvořit tři základní prostory, které svým vhodným uspořádáním vytváří předpoklady pro minimální ohrožení osob a prostředků: týlový prostor, nástupní prostor, nebezpečná zóna. Týlový a nástupní prostor musí být situovány vždy na návětrné straně místa mimořádné události. Nesmí být umístěny v terénních prohlubních a údolích, kde by mohlo dojít k zasažení plyny a parami těžšími než vzduch. Nástupní prostor musí bezprostředně sousedit s nebezpečnou zónou. 9.1.1 Týlový prostor Slouží k soustředění sil a prostředků potřebných na místě zásahu a k přípravě jednotek PO, či ostatních složek IZS na nasazení. Musí být umístěn v dostatečné vzdálenosti od místa zásahu, kde je předpoklad, že nehrozí účinky výbuchového děje. Skládá se ze seřaďovacího stanoviště a vystrojovacího stanoviště. Seřaďovací stanoviště slouží k soustředění sil prostředků, které se dostavily k místu zásahu, k odpočinku a občerstvení zasahujících hasičů. Na tomto stanovišti jsou zasahující hasiči informováni o svých úkolech v nebezpečné zóně nebo v týlu zásahu. Vystrojovací stanoviště je prostor, kde se zasahující osoby vybavují ochrannými prostředky a potřebnou výstrojí podle rozhodnutí velitele zásahu. 9.1.2 Nástupní prostor Musí bezprostředně sousedit s nebezpečnou zónou. Slouží ke kontrole a soustředění sil a prostředků před přímým nasazením do nebezpečné zóny. Nástupní prostor tvoří kontrolní bod a nástupní stanoviště. Kontrolní bod je stanoviště v bezprostřední blízkosti nebezpečné zóny, ve kterém je prováděna kontrola správnosti a bezpečnosti vystrojenosti a vyzbrojenosti 27
zasahujících hasičů. Nástupní stanoviště může být podle potřeby totožné s kontrolním bodem. Zde čekají zasahující hasiči na povel velitele zásahu nebo jím pověřené osoby ke vstupu do nebezpečné zóny, k nasazení nebo střídání. 9.1.3 Nebezpečná zóna Jedná se o prostor s vysokým ohrožením účinky mimořádné události. Nebezpečnou zónou se vymezuje odstup od místa vyskytujícího se nebezpečí výbuchu. Vymezení zóny se řídí druhem nebezpečné nebo unikající látky, hrozící výbuchem. Doporučené vzdálenosti od místa předpokládaného výbuchu (hranice nebezpečné zóny): páry hořlavých kapalin 50 m, plyny 50 m, prachy 50 m, třaskaviny, objemově rozsáhlá oblaka par 100 a více metrů. Nasazení sil a prostředků složek IZS musí respektovat povětrnostní podmínky, zejména měnící se směr a rychlost větru. Obrázek č. 6 Schéma místa zásahu z hlediska ochrany před výbuchem s použitím taktických zásad pro zásah na nebezpečnou látku Smer ˇ vetru ˇ Složky IZS TÝLOVÝ PROSTOR Seradovací ˇ stanovišteˇ NÁSTUPNÍ PROSTOR Kontrolní bod NEBEZPECNÁ ˇ ZÓNA Vystrojovací stanovišteˇ Jistící skupina V případě výskytu nebezpečných zplodin nebo nebezpečných látek (čpavek, chlór) je nutné do schématu doplnit dekontaminační pracoviště. 28
9.2 Základní organizační činnost velitele zásahu na místě zásahu jednotek PO Pro základní organizační činnost na místě zásahu s nebezpečím výbuchu, musí velitel zásahu vyčlenit hasiče, popřípadě jiné osoby s úkoly pro: uzavření místa zásahu a jeho vytyčení páskou, průzkum a činnost v nebezpečné zóně, práci a organizaci nástupního prostoru, jištění hasičů provádějících zásah v nebezpečné zóně, organizace týlu a střídání zasahujících hasičů, případnou dekontaminaci Velitel zásahu je rovněž odpovědný za spolupráci jednotek PO s ostatními složkami IZS, orgány státní správy a samosprávy, přizvanými odborníky a zástupci firem na místě zásahu. Velitel zásahu je oprávněn na nezbytnou dobu přerušit záchranu osob, zvířat nebo majetku v případě, kdy již nelze, ani přes vynaložení všech dostupných sil a prostředků, osoby, zvířata nebo majetek zachránit anebo pokračování v zásahu by bezprostředně ohrožovalo život zasahujících hasičů. 9.3 Vytvoření skupiny pro průzkum, práci a jištění na místě zásahu 9.3.1 Průzkumná a pracovní skupina Průzkumná a pracovní skupina se nasazuje v nebezpečné zóně. Práce této skupiny spočívá v zjištění míry ohrožení osob, identifikace látky, využití dostupné dokumentace. Práce je prováděna dle specifiky a vývoje mimořádné události. Skupina musí pracovat určenou dobu (omezenou) s ohledem na ochranné prostředky a fyzickou námahu. 9.3.2 Skupina pro jištění zasahujících hasičů v nebezpečné zóně Jedná se o vyčleněný počet hasičů v závislosti na počtu osob pracujících v nebezpečné zóně, kteří mají za úkol sledovat činnost zasahujících hasičů nebo osob a v případě nebezpečí je varovat (např. pískáním na píšťalku) a poskytnout jim okamžitou pomoc, (např. hasit nenadálý požár). 29
Minimální počet jistících osob: 2 osoby pracující v nebezpečné zóně = 2 jistící hasiči, 3 osoby pracující v nebezpečné zóně = 2 jistící hasiči, 4 osoby pracující v nebezpečné zóně = 2 jistící hasiči, více než 5 osob pracujících v nebezpečné zóně = jistí se vzájemně, při extrémních podmínkách musí být dodržen poměr 1 : 1. Mezi touto skupinou a průzkumnou či pracovní skupinou v nebezpečné zóně musí být předem dohodnut způsob komunikace. Způsob komunikace může být radiostanicemi (v provedení do výbušného prostředí), světelnými a/nebo zvukovými signály, signály lanem, rukou, atd. Předem nelze taxativně určit jednotný druh komunikace pro všechna prostředí s nebezpečím výbuchu. 10 OCHRANNÉ PROSTŘEDKY A DALŠÍ ZAŘÍZENÍ K OCHRANĚ PŘED VÝBUCHEM Ochranné prostředky a další zařízení v ochraně před výbuchem představují: a) ochranné prostředky pro hasiče, b) detekční technika a explozimetry, c) použití požární techniky a věcných prostředků s ohledem na nebezpečí iniciace výbuchu, d) použití dálkově ovládaného robota, e) plynová detekce v místech kde je instalována, f) havarijní monitoring v místech kde instalován, g) kamerové systémy v místech kde jsou instalovány, h) řídící systém výrobního nebo technologického zařízení, i) prvky měření a regulace. 10.1 Více-plynové přenosné detektory Nejrozšířenější skupina měřících přístrojů v oblasti PO, založených na principu změny elektrické vodivosti odporů, jsou více-plynové přenosné detektory. Oblast nasazení více-plynových přenosných detektorů na místě zásahu je preventivní opatření proti výbuchu, při vstupu zasahujících hasičů do prostoru s nebezpečím výbuchu nebo i naopak do prostoru po výbuchu při zásahu jednotek požární ochrany. 30
10.1.1 Principy měření koncentrací kyslíku na principu změny elektrické vodivosti v elektrickém článku, výbušnosti na principu změny elektrické vodivosti elektrických odporů 10.1.2 GasAlertMicro 5 PID Tento přístroj je v současné době jedním z nejpoužívanějších přístrojů. Jedná se o přenosný více-plynový detektor (explozimetr), určený pro detekci organických těkavých látek, toxických a výbušných plynů a kyslíku. Přístroj je vodotěsný a odolný vůči nárazu. Koncentraci naměřeného plynu lze odečítat na numerickém displeji. Překročení nastavené dolní nebo horní nastavené hranice koncentrace plynu je signalizováno akusticky, opticky a vibračně. Přístroj ukládá měřené údaje a kompletní provoz přístroje průběžně během provozu. Tyto údaje mohou být po připojení na počítač zobrazeny a vyhodnoceny. Přístroj je vybaven integrovanou pumpou (elektrickým čerpadlem), která umožňuje odběr vzorku plynu. Fotografie č. 5 GasAlertMicro 5 PID Tabulka č. 7 Základní technická data GasAlertMicro 5 PID Napájení přístroje 3 kusy baterií typu AA nebo akumulátor Orientační doba provozu (h) 20 Rozměry výška x šířka x délka (mm) 145 x 74 x 38 Hmotnost přístroje (g) 370 31
11 KONKRÉTNÍ MIMOŘÁDNÉ UDÁLOSTI 11.1 Výbuch zemního plynu v obytném objektu v městské zástavbě V sobotu dne 18. února 2006 byl na KOIST HZS hl. m. Prahy v čase 09:30:56 ohlášen prostřednictvím tísňové linky 158 výbuch v domě na adrese Praha 5, Preslova 9. Ihned po přijetí zprávy o události byly na místo události vyslány tyto hasičské stanice (dále jen HS ) HZS hl. m. Prahy takto: 09:30 hodin stanice HS 1, HS 3 a HS 7 vyslána k případu, 09:32 hodin stanice HS 1, HS 3 a HS 7 venku, 09:33 hodin velitelský automobil (VA) venku, 09:36 hodin stanice HS 1 na místě, průzkum. Po příjezdu první jednotky bylo zjištěno, že se jedná o rozsáhlejší výbuch zemního plynu, plynáreská pohotovost byla už na místě před příjezdem první jednotky a Zdravotnická záchranná služba hl. m. Prahy ošetřovala zraněnou osobu na komunikaci. Bylo zjištěno, že se jedná o dům se dvěmi podzemními podlažími a pěti nadzemními a dále, že za vstupem do domu se cca 1 m v sutinách pod vyvráceným elektrorozvaděčem nachází zraněný muž. Ihned byly zahájeny práce na jeho vyproštění a ochraně jak tohoto muže, tak i zasahujících hasičů, protože rozvaděč byl pod napětím (jiskření obnažených vodičů) a jeho odpojení v tuto chvíli nebylo možné. K ochraně byl mimo jiné nasazen přenosný hasicí přístroj CO 2 S5. Současně byl zahájen průzkum v domě s cílem zachraňovat a evakuovat nalezené osoby. Velitel zásahu (dále jen VZ ) si vyžádal povolání pohotovosti rozvodných závodů. Trosky z výbuchu, části stavebních konstrukcí, předměty z restaurace z 1. NP a střepy skla byly směrem do Arbesova náměstí rozmetány do vzdálenosti cca 50 m. V této vzdálenosti byly nalezeny například židle, plastová přepravka s láhvemi piva a podobně. Scéna jednoznačně vypovídala o silném výbuchu. Průzkumem bylo dále zjištěno, že podlaha restaurace 1. NP je propadlá a sutiny zaplňují celý prostor. Ze svědeckých výpovědí jednoznačně vyplynulo, že v prostoru 1. PP se v době výbuchu nacházel kuchař restaurace. V tomto čase nebylo možné nasazení sil a prostředků (dále jen SaP ) na vyprošťovací práce v prostoru restaurace z důvodu narušené statiky domu. 32
Výbuchová scéna Pošta Zastávka MHD 63 m Preslova č. 9 Fotografie č. 6 Výbuchová scéna před objektem Fotografie č. 8 Pohled namísto kde došlo k výbuchu Fotografie č. 7 Fotografie č. 9 Vyprošťování zasypaného Pohled do části muže u vchodu restaurace nad kuchyní V čase 09:42 byla HS 2 oddělení chemické služby vyslána k případu a dále VZ žádá na místo statika ke konzultaci o stavu objektu a kynology. HS 3 je po příjezdu na místo zásahu ponechána v záloze pro poskytnutí pomoci při případném opakovaném výbuchu a dále byl zjištěn požár v sutinách v PP provedeny dva proudy (tlaková voda) jako preventivní opatření. Stav na místě při zahájení zásahu je znázorněn na obrázku č. 15. 33
Obrázek č. 7 Stav při zahájení zásahu (modře šrafované části znázorňují zasažené prostory výbuchem) Arbesovo náměstí Stavebně navazuje sousední objekt hotelu Salonek Restaurace WC Salonek Poškozené zaparkované automobily Před okny restaurace byla nalezena výbuchová scéna svědčící o masívním a vysice brizantním výbuchovém ději. Trosky byly vrženy ve směru uvedeném na situaci do vzdálenosti 63 m. Kancelář Schodiště objektu Nákladní výtah do 1. PP Schody 2. PP - 1. NP restaurace Výtah na jídlo z 1. PP HVE Na vnější straně obvodové stěny objektu žhnula izolace kabelů - byly nasazeny PHP. Vstupní chodba domu Trafika Před domem ležel na vozovce zraněný muž, jehož ošetřoval lékař ZZS. V sutinách nalezen muž, ihned bylo započato s jeho vyhrabáním. Na muži ležela elektro rozvaděčová skříň pod napětím - jiskření. Po vyproštění muž předán ZZS. Restaurace - vinárna Preslova ulice Stavebně navazuje objekt školy Dvůr hotelu Dvůr objektu Preslova 9 cihelná zeď výška cca 2 m Dvůr školy V celém domě byl současně se zásahem v úrovni 1. NP prováděn průzkum a nelezené osoby byly evakuovány a zachraňovány. Dvě osoby byly z okna ve 2. NP zachráněny z AZ. Ihned po určení úkolů hasičům probíhala konzultace s plynaři a následně zaměstnanci rozvodných závodů. Evakuace probíhala v dýchací technice s evakuačními maskami. 0 5 10 m STAV PŘI ZAHÁJENÍ ZÁSAHU Výbuch zemního plynu 18. února 2006 Praha 5, Preslova 9 Schéma 1. NP 34
Obrázek č. 8 Řez objektem podle původní stavební dokumentace a znázornění účinků výbuchu Znázornění směru účinků výbuchového děje do volného prostoru Restaurace Salonek Kuchyně Sklep - sklad nápojů a nádobí V čase 09:48 je provedeno hašení požáru v 1. PP, který je zasypán sutinami. Ve stejném čase probíhá evakuace 2 osob po automobilovém žebříku z okna 2. NP. Po příjezdu oddělení chemické služby CHTS je v čase 09:51 zahájeno měření koncentrace zemního plynu v místech určených VZ. 35
V čase 09:53 jsou zahájeny vyklízecí práce v restauraci a na chodbě objektu. Požár v 1. PP uhašen jedním proudem tlakové vody. Po rozvinutí a nasazení SaP provedl VZ s velitelem směny a s řídícím důstojníkem podrobnou prohlídku objektu se zaměřením na hodnocení statiky objektu. Výsledek prohlídky byl, že statika jak nosných tak nenosných, svislých i vodorovných stavebních konstrukcí zejména v 1. PP a 1. NP v části restaurace a nejbližším okolí je u zachovaných částí značně porušena. V čase 10:01 je z chodby v přízemí vyproštěn zpod rozvaděče elektro muž, který byl předán Zdravotnické záchranné službě hl. m. Prahy. Současně v tomto čase sděluje plynárenská pohotovost VZ, že dům nemá na plynovodní přípojce uzávěr a nelze tedy uzavřít přítok plynu do sutin domu. VZ proto ihned žádá o neodkladné uzavření přívodu plynu do oblasti Smíchova podle technických možností plynárenské soustavy. V čase 10:45 jsou určeny úkoly a projednán postup nasazení vyhledávacích psů s psovody. Po dobu nasazení byly krátkodobě přerušeny vyklízecí práce v restauraci. I přes dobrou práci všech nasazených vyhledávacích psů a jejich psovodů nepřinesla tato činnost po celou dobu zásahu významný přínos. Statik Magistrátu hl. n. Prahy se na místo dostavil v čase 10:47. Ihned spolu s VZ zahájili konzultace, VZ jej seznámil s dosud soustředěnými informacemi. Společně provedli krátkou prohlídku objektu. Statik potvrdil dosud určený postup záchranných prací. Krátce po 12:00 hodin nastaly vhodné podmínky pro nasazení vyhledávací kamery. Vyhledávací kamera byla až do nálezu těla kuchaře pod sutinami používána průběžně. Její nasazení přineslo možnost průzkumu míst, kam by byl vstup zasahujících hasičů ohrožením jejich zdraví a životů a dále tam, kde bylo možné omezit ruční vyklízení sutin. Fotografie č. 10 Nasazení vyhledávací kamery 36
Fotografie č. 11 Práce s vyhledávací kamerou V čase 15:10 probíhalo střídání družstev jednotek požární ochrany, tak aby vyhledávací práce s fyzicky náročným ručním vybíráním sutin nepolevily. V čase 19:47 stále pokračováno v intenzivním vyklízení sutin, do této doby bylo ručně vyklizeno cca 30 m 3 a bylo dohodnuto průběžné střídání zasahujících hasičů. Fotografie č. 12 Vyklízecí ruční práce V čase 22:01 přivolaní plynaři provádějí měření na chodníku u domu č. 2 na Arbesově náměstí. Naměřené hodnoty jsou nepříznivé. Naměřena koncentrace 45% až 50% DMV zemního plynu, je nutné okamžité zahájení zemních prácí na odkrytí povrchu chodníku 37
k odvětrání zeminy. VZ minimalizuje počet osob u objektu a ostatní stahuje do bezpečné vzdálenosti za hranici případného pádu postiženého domu. V čase 01:05 plynaři sdělují, že koncentrace nad chodníkem objektu č. 2 na Arbesově náměstí jsou minimální a nebezpečí výbuchu nehrozí. Plynové potrubí ve výkopu je obnaženo, chodník rozkopán a celá oblast se provětrává. V čase 02:19 je v prvním suterénu odkryta část těla kuchaře. Ohledáním těla lékařkou je zjištěno, respektive potvrzeno, že kuchař je mrtvý a není naděje na záchranu jeho života. Práce na jeho vyproštění pokračují. V čase 02:50 je mrtvé tělo kuchaře vyproštěno, předáno lékařce ZZS hl. m. Prahy. V čase 02:52 je chemickotechnickou službou provedeno kontrolní měření koncentrace zemního plynu v okolí nic nenaměřeno. V čase 03:25 L I K V I D A C E a návrat jednotek požární ochrany zpět na své základny. 11.1.1 Řízení zásahu Řízení zásahu všech složek a zúčastněných orgánů bylo vzhledem k rozloze, charakteru objektu a podmínkám na místě určeno bez štábu. Tato varianta byla v daném konkrétním případě zvolena pro svoji jednoduchost a operativnost. Minimalizovaly se časy mezi zjištěním vyhodnocením vydáním pokynu provedením kontrolou a vyhodnocením provedení úkolu. Nezvyšoval se zbytečně počet osob u zásahu. Nedocházelo ke tříštění názorů. Po celou dobu zásahu nevznikl žádný opodstatněný důvod ke zřízení štábu VZ. Počet rozhodnutí VZ byl zvládnutelný a podle výše uvedených faktů také snadno kontrolovatelný. I přes relativně dlouhou dobu zásahu, cca 1 080 minut (17,5 hodiny), měl VZ dostatek morálních a fyzických sil k řízení zásahu. Předávání zásahu nebylo nutné, jenom předávání všech podrobných informací by znamenalo zbytečnou ztrátu času a zmizely by nepřenositelné informace například o stavu jednotlivých prasklin zdí, porovnáním rychlosti jednotlivých fází záchranných prací a podobně. Po celou dobu řízení zásahu spolupracoval VZ s velitelem směny a starostou MČ Prahy 5. 38